(57)【要約】【課題】可変焦点距離のレンズ鏡胴において、通常の露出調整用の絞り手段と、それとは別に光量を制限する開放Ｆ値制限手段とを設け、開放Ｆ値制限手段による光量の制限を焦点距離に応じて変更することによって、焦点距離に応じた開放Ｆ値の変更を簡易な機構で、且つ、高精度で行うことができるようにしたレンズ鏡胴を提供する。【解決手段】レンズ鏡胴１０に前側絞り２４と後側絞り２６が設けられる。後側絞り２６は通常の露出調整用の絞りであり、アイリスリング６２の回動操作により開口量の調整が行われる。前側絞り２４は開口Ｆ値制限手段であり、ズームリング５２の回動操作によってズームレンズ２２の移動と共に開口量が調整され、焦点距離に応じて適切な開口Ｆ値となるように設定される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離の変更が可能な光学系を備えたレンズ鏡胴において、前記光学系に入射した光が結像面に通過する光量を調整する絞り手段と、
前記絞り手段とは別に設けられ、前記光学系に入射した光が結像面に通過する光量を調整する手段であって、前記絞り手段によって調整可能な前記光量を最大としたときの開放Ｆ値が前記光学系の焦点距離に応じた値となるように前記光量を制限して開放Ｆ値を変更する開放Ｆ値変更手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項２】
前記開放Ｆ値変更手段は、前記光学系の焦点距離の変更に伴って動作する部材に機械的に連動して前記開放Ｆ値を変更することを特徴とする請求項１のレンズ鏡胴。
【請求項３】
前記開放Ｆ値変更手段は、光を通過させる開口部と、該開口部の開口量を変化させる手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２のレンズ鏡胴。
【請求項４】
前記絞り手段は、光を通過させる開口部と、手動操作される操作部材に機械的に連動して前記開口部の開口量を変化させる手段とを備えたことを特徴とする請求項１、２、又は、３のレンズ鏡胴。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ鏡胴に係り、特にズームレンズ（可変焦点距離の撮影レンズ）において焦点距離に応じて開放Ｆ値を変化させる絞り機構を備えたレンズ鏡胴に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点距離の変更が可能なズームレンズにおいて、絞りの最大開口量を制限することによって、焦点距離に応じて開放Ｆ値を調整するものが提案されている（特許文献１参照）。これによれば、ズームレンズの小型化及び高倍率化に伴い、絞り開放時におけるデフォーカス量（球面収差）が大きくなる傾向にあるため、絞りの最大開口量をデフォーカス量が悪くならない程度に制限することが提案されている。即ち、絞りを最大に開口しない状態でのＦ値を開放Ｆ値とし、良好な光学性能が得られる範囲のみで絞りの開口量を変更できるようにしたものである。また、デフォーカス量は焦点距離によっても異なるため、焦点距離に応じて制限する最大開口量も変更することが示唆されている。
【特許文献１】特許第３６１０１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１では、ＩＧメーター等のモータで制御される露出調整用の絞りの最大開口量を制御上で制限することによって開放Ｆ値を制限するようにしているため、絞り制御の複雑化、遅延化を招くという問題があった。また、露出調整用の絞りを手動で操作することができないという問題もあった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光学性能を劣化させないように焦点距離に応じた開放Ｆ値の変更を簡易な機構で、且つ、高精度で行うことができるレンズ鏡胴を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズ鏡胴は、焦点距離の変更が可能な光学系を備えたレンズ鏡胴において、前記光学系に入射した光が結像面に通過する光量を調整する絞り手段と、前記絞り手段とは別に設けられ、前記光学系に入射した光が結像面に通過する光量を調整する手段であって、前記絞り手段によって調整可能な前記光量を最大としたときの開放Ｆ値が前記光学系の焦点距離に応じた値となるように前記光量を制限して開放Ｆ値を変更する開放Ｆ値変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、露出調整用の通常の絞り手段とは別に開放Ｆ値を変更するための手段を設けたため、それぞれ個別の構成、制御が可能となり通常の絞り手段によって開放Ｆ値を制限する場合に比べて構造上又は制御上の構成が簡易となる。
【０００７】
請求項２に記載のレンズ鏡胴は、請求項１に記載の発明において、前記開放Ｆ値変更手段は、前記光学系の焦点距離の変更に伴って動作する部材に機械的に連動して前記開放Ｆ値を変更することを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、焦点距離が変更されると、開放Ｆ値変更手段がそれに機械的に連動して焦点距離に応じた適切な開放Ｆ値に変更するため、開放Ｆ値変更手段の特別な制御が不要であり、また、高精度に開放Ｆ値を変更することができる。
【０００９】
請求項３に記載のレンズ鏡胴は、請求項１、又は、２に記載の発明において、前記開放Ｆ値変更手段は、光を通過させる開口部と、該開口部の開口量を変化させる手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、開放Ｆ値変更手段は、例えば絞り羽根によって開口部の開口量を変化させる通常の絞り機構と同様に構成することが可能である。
【００１１】
請求項４に記載のレンズ鏡胴は、請求項１、２、又は、３に記載の発明において、前記絞り手段は、光を通過させる開口部と、手動操作される操作部材に機械的に連動して前記開口部の開口量を変化させる手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、開放Ｆ値変更手段を絞り手段とは別に設けていることから、本発明のように絞り手段を手動操作される絞りとすることができ、電動の場合に比べて高精度にＦ値を設定できる。また、本発明のように開放Ｆ値変更手段を絞り手段とは別に設けておくことによって、絞り手段に開放Ｆ値を制限する機構を設ける必要がないため、構造が複雑化するという問題はなく、また、絞り調整の際に、光学性能が劣化しない開口量に制限することを考慮することなく適切な開放Ｆ値に設定される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るレンズ鏡胴によれば、光学性能を劣化させないように焦点距離に応じた開放Ｆ値の変更を簡易な機構で、且つ、高精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ鏡胴を実施するための最良の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、本発明が適用された例えばＥＮＧカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ等に使用されるズームレンズのレンズ鏡胴を示した側面断面図である。
【００１６】
同図におけるレンズ鏡胴１０は、後端に詳細を省略したレンズマウント１２が形成されており、そのレンズマウント１２によって図示しないカメラヘッドに着脱可能に装着されるようになっている。
【００１７】
レンズ鏡胴１０の固定筒は、順に連結される前部固定筒１４、中部固定筒１６、後部固定筒１８によって構成されており、それらの固定筒１４、１６、１８によってレンズ鏡胴１０を構成する各部材が支持されるようになっている。
【００１８】
レンズ鏡胴１０の光軸Ｏ上には、被写体の像を結像する光学系として対物側から順に、固定レンズ（群）２０、ズームレンズ（群）２２、前側絞り２４、後側絞り２６、固定レンズ（群）２８、防振レンズ（群）３０、固定レンズ（群）３２、フォーカスレンズ（群）３４、固定レンズ（群）３６が配置されている。
【００１９】
ズームレンズ２２は、光学系のズーム倍率（焦点距離）を変更するもので、光軸方向に移動可能に支持されている。ズームレンズ２２の保持枠４０にはフランジ部４２が形成されており、そのフランジ部４２を介して移動筒４４に連結されている。前部固定筒１４の内周部には中間筒４６が固定され、その中間筒４６の内周部に回転筒４８が回動可能に保持されており、移動筒４４は、回転筒４８の内周部に保持されている。
【００２０】
また、中間筒４６の内周面には光軸方向の直進溝４６Ａが形成されると共に、回転筒４８にはカム溝（カム形状の孔）４８Ａが形成されており、移動筒４４に固定されたカムピン５０は、回転筒４８のカム溝４８Ａを挿通して中間筒４６の直進溝４６Ａに係合されている。これによって移動筒４４は、回転が規制された状態で光軸方向に直進移動すると共に、カムピン５０がカム溝４８Ａに係合する位置に保持される。回転筒４８が回動すると、回転筒４８のカム溝４８Ａと中間筒４６の直進溝４６Ａとの交差位置がカム形状に応じた位置に変化し、その交差位置へのカムピン５０の移動によって移動筒４４が光軸方向に進退移動する。
【００２１】
一方、前部固定筒１４の外周部には、ズームリング５２が回動可能に配置されており、そのズームリング５２の内周面の径方向内向きに棒状の連結軸５４が取り付けられている。この連結軸５４は、前部固定筒１４及び中間筒４６に形成された周方向の長孔を挿通して回転筒４８に連結されている。これにより、ズームリング５２を回動操作すると、それに連動して回転筒４８が回動する。回転筒４８が回動すると、上述のように移動筒４４が進退移動し、移動筒４４と連動してズームレンズ２２が光軸方向に移動する。従って、ズームリング５２の回動操作によりズーム倍率が変更される。
【００２２】
防振レンズ３０は、図示しない支持機構により光軸に直交する面内で上下方向及び左右方向に移動可能に支持されている。また、防振レンズ３０の上下方向と左右方向への駆動は、図示しない駆動機構のモータにより行われるようになっており、モータを制御することにより防振レンズ３０の上下方向と左右方向の位置が制御されるようになっている。防振レンズ３０が上下方向又は左右方向に変位すると、その変位に対応して像の結像位置も上下方向又は左右方向に変位することから、レンズ鏡胴１０が振動した際に、その振動による像振れを打ち消すように防振レンズ３０を変位させることによって、像振れが防止されるようになっている。尚、防振についての詳細な説明は省略する。
【００２３】
フォーカスレンズ３４は、光学系の焦点位置を変更するもので光軸方向に移動可能に支持されている。詳細は省略するが、中部固定筒１６と、後部固定筒１８との間に光軸方向のガイド棒５６、５６が設けられており、そのガイド棒５６、５６にフォーカスレンズ３４の保持枠５８が連結されている。保持枠５８を図示しない駆動機構（電動又は手動による駆動機構）によってガイド棒５６、５６に沿って移動させることにより、フォーカスレンズ３４が光軸方向に進退移動するようになっている。
【００２４】
詳細を後述する前側絞り２４及び後側絞り２６は、それぞれ共通の地板６０に配置された絞り羽根６８、７２によって開閉動作可能に構成されている。後側絞り２６は通常の露出調整用の絞りであり、前部固定筒１４と中部固定筒１６の間に回動可能に配設されたアイリスリング６２の回動操作により開閉動作するようになっている。
【００２５】
一方、前側絞り２４は、光学系の焦点距離に応じて開放Ｆ値を変更するための開放Ｆ値変更手段であり、上記回転筒４８の回動に連動して開閉動作するようになっている。従って、ズームリング５２を回動操作すると、ズームレンズ２２が光軸方向に移動して焦点距離が変化すると共に、その焦点距離に対応した開口量となるように前側絞り２４が開閉動作するようになっている。即ち、原則として露出調整は後側絞り２６によって行われるが、後側絞り２６の開口量をある一定量より大きくしてもそれ以上露出量が増加しない開放Ｆ値（最小のＦ値）が前側絞り２４の開口量によって制限される。また、その開放Ｆ値は、焦点距離に応じて適切な値に変更される。
【００２６】
以下、前側絞り２４及び後側絞り２６について詳説する。図１において、前側絞り２４と後側絞り２６の共通の地板６０は、ネジ６４によって中間筒４６と共に前部固定筒１４に固定されている。地板６０には円状の開口６０Ａが設けられており、その開口６０Ａの中心が光軸Ｏと略一致した位置に配置されている。地板６０の前面側には、地板６０の開口６０Ａと略一致する位置及び大きさの開口６６Ａを有するカム板（菊座）６６が後述する絞り羽根６８、６８、…を挟んで回動可能に取り付けられ、地板６０の後面側にも同様に、地板６０の開口６０Ａと略一致する位置及び大きさの開口７０Ａを有するカム板（菊座）７０が後述する絞り羽根７２、７２、…を挟んで回動可能に取り付けられている。
【００２７】
続いて前側絞り２４と後側絞り２６を一体構成した絞り機構の構造について詳説する。図２は、後側絞り２６のカム板７０とその後側に配置されている主要構成部材を光軸の前側方向から示した図である。同図に示すように後側絞り２６のカム板７０は、円板状に形成され、地板６０の後面側に回動可能に保持されている。カム板７０の中心部には開口７０Ａが形成され、その開口７０Ａの周りに後に示す絞り羽根７２、７２、…に突設されたカムピンと係合するカム溝（カムを形成する長孔）８０、８０、…が形成されている。
【００２８】
また、カム板７０には連結部８２が突設されており、その連結部８２の光軸方向に曲折した部分８２Ａ（図１参照）に棒状の連結軸８４の一端が取り付けられている。一方、連結軸８４の他端側は、アイリスリング６２に取り付けられている。これにより、アイリスリング６２を回動操作すると、カム板７０が回動するようになっている。尚、同図には、後側絞り２６を完全に開いたときの連結軸８４の位置と、完全に閉じたときの連結軸８４の位置とが示されており、アイリスリング６２は、略９０度の範囲で操作されるようになっている。
【００２９】
図３は、カム板７０の前面側に配置されている絞り羽根７２、７２、…を示した図である。同図に示すように後側絞り２６は６枚の絞り羽根７２、７２、…で構成されている。地板６０（図１参照）には各絞り羽根７２を回動自在に支持するためのピン８６、８６、…が突設されており、各ピン８６に各絞り羽根７２に形成されている孔７２Ａを嵌合させることによって各絞り羽根７２が各ピン８６を中心に回動自在に支持されている。
【００３０】
一方、各絞り羽根７２の後面側には、カムピン７２Ｂが突設されており、各カムピン７２Ｂはカム板７０の対応する各カム溝８０に嵌入される。これによって、カム板７０が回転すると、各絞り羽根７２がピン８６を中心にして、カムピン７２Ｂがカム板７０のカム溝８０と係合する位置に回動する。各絞り羽根７２がカム溝８０に従って回動することによって、後側絞り２６の開口量が変更される。
【００３１】
図４は、前側絞り２４のカム板６６から前側に配置されている主要構成部材を光軸の後側方向から示した図である。同図に示すように前側絞り２４のカム板６６は、円板状に形成され、地板６０の前面側に回動可能に保持されている。カム板６６の中心部には開口６６Ａが形成され、その開口６６Ａの周りに後に示す絞り羽根６８、６８、…に突設されたカムピンと係合するカム溝（カムを形成する長孔）９０、９０、…が形成されている。また、カム板６６の外周部に連結部９２が突設されており、その連結部９２の先端が回転筒４８に連結されている。回転筒４８は、図１にも示したようにズームリング５２と連結軸５４によって連結されており、ズームリング５２と共に回動するようになっている。これにより、ズームリング５２を回動操作すると、カム板６６が回動する。
【００３２】
図５は、カム板６６の後面側に配置されている絞り羽根６８、６８、…を示した図である。同図に示すように前側絞り２４は６枚の絞り羽根６８、６８、…で構成されている。地板６０には各絞り羽根６８を回動自在に支持するためのピン９４、９４、…が突設されており、各ピン９４に、各絞り羽根６８に形成されている孔６８Ａを嵌合させることによって各絞り羽根６８が各ピン９４を中心に回動自在に支持されている。
【００３３】
一方、各絞り羽根６８の前面側には、カムピン６８Ｂが突設されており、各カムピン６８Ｂはカム板６６の対応する各カム溝９０に嵌入される。これによって、カム板６６が回転すると、各絞り羽根６８がピン９４を中心にして、カムピン６８Ｂがカム板６６のカム溝９０と係合する位置に回動する。各絞り羽根６８がカム溝９０に従って回動することによって、前側絞り２４の開口量が変更される。
【００３４】
ここで、図６にズームリング５２の回転位置によって決まる焦点距離と、ズームリング５２の回転位置に応じた前側絞り２４の開口量によって決まる開放Ｆ値との関係を示す。同図に示すように焦点距離が所定の焦点距離ｆａよりも小さい（ワイド側）場合は、前側絞り２４が略開放（最大の開口量）の状態にあり開放Ｆ値が例えばＦ１．９の状態に保持される。即ち、ワイド端での焦点距離から焦点距離ｆａの区間では、前側絞り２４のカム板６６が回転しても、カム板６６のカム溝９０の形状が各絞り羽根６８を略開放となる状態に保つように形成されている。一方、焦点距離がｆａよりも大きい（テレ側）場合は、焦点距離が大きくなる程、開口量が徐々に減少し、焦点距離が最大（テレ端）となったときに開放Ｆ値がＦ２．８となる。即ち、焦点距離がｆａよりも大きい区間では、カム板６６がテレ側に回転すると、カム板６６のカム溝９０の形状が各絞り羽根を開口量を減少させるように形成されている。
【００３５】
このようにズームリング５２の回動操作に連動させて前側絞り２４の開口量を変更することによって、開放Ｆ値が焦点距離に応じて適切な値に規制され、後側絞り２６の開口量がどのような状態となっても前側絞り２４によって規制される開放Ｆ値よりも大きなＦ値の範囲内に制限される。即ち、操作者が光学性能の劣化を意識することなくアイリスリング６２の操作を行って露出調整用の後側絞り２６の開口量を調整した場合にでも、光学系の光学特性が良好な状態に保たれる。また、本実施の形態のレンズ鏡胴のように防振レンズ３０を含む場合には、防振レンズ３０の変位によって光学性能の劣化が顕著になりやすいため、上記のように開放Ｆ値を変更して光学性能の劣化を防止することは特に効果的である。
【００３６】
以上、上記実施の形態では、開放Ｆ値変更用の前側絞り２４及び露出調整用の後側絞り２６はいずれも手動操作に連動するようになっているが、これに限らない。例えば、開放Ｆ値変更用の前側絞り２４をモータによって駆動する電動機構とし、センサによって検出した焦点距離に応じて前側絞り２４の開口量をモータによって変更するようにしてもよい。また、後側絞り２６もモータによって駆動する電動機構としてもよい。また、前側絞り２４を焦点距離に応じて機械的に変更する場合に、前側絞り２４のカム板６６と連結する部材は、焦点距離の変更と共に動作する部材であればよい。
【００３７】
また、前側絞り２４及び後側絞り２６は、上記実施の形態のような絞り羽根による構成に限らず、通過する光量を可変する手段であればどのような構造であってもよい。更に、開放Ｆ値を制限する手段として、前側絞り２４のように開口部の開口量を変更するものではなく、大きさが固定の開口部の位置を焦点距離に応じて光軸に沿って前後方向に移動させて開放Ｆ値を変更するような手段であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明が適用された例えば監視用カメラ等に使用されるズームレンズのレンズ鏡胴を示した側面断面図である。
【図２】図２は、後側絞りのカム板とその後側に配置されている主要構成部材を光軸の前側方向から示した図である。
【図３】図３は、カム板の前面側に配置されている絞り羽根を示した図である。
【図４】図４は、前側絞りのカム板とその前側に配置されている主要構成部材を光軸の後側方向から示した図である。
【図５】図５は、カム板の後面側に配置されている絞り羽根を示した図である。
【図６】図６は、ズームリングの回転位置によって決まる焦点距離と、ズームリングの回転位置に応じた前側絞りの開口量によって決まる開放Ｆ値との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…レンズ鏡胴、１４…前部固定筒、１６…中部固定筒、１８…後部固定筒、２２…ズームレンズ、２４…前側絞り、２６…後側絞り、３０…防振レンズ、３４…フォーカスレンズ、４０…保持枠、４４…移動筒、４６…中間筒、４６Ａ…直進溝、４８…回転筒、４８Ａ…カム溝、５０…カムピン、５２…ズームリング、５４、８４…連結軸、６０…地板、６２…アイリスリング、６６、７０…カム板、６８、７２…絞り羽根、６８Ｂ、７２Ｂ…カムピン、８０、９０…カム溝、９２…連結部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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